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　ＪＸ金属株式会社（社長：林 陽一、以下「当社」）は、水素製造に用いられるＰＥＭ（プロトン交換膜）水電解^※１において、触媒として使用するイリジウム^※２の使用効率向上および使用量低減に関する新たな知見を獲得しましたのでお知らせします。本研究成果は、米国コロンビア大学Jingguang G. Chen 教授との委託研究を通じて得られたものであり、触媒分野の国際学術誌 ACS Catalysis に掲載されました^※３。

　

　2050年のカーボンニュートラル実现に向け、次世代エネルギーとして水素の利活用に関する取り组みが世界的に进められており、中でもグリーン水素^※４は、脱炭素社会の実现に加え、エネルギー安全保障の强化、产业竞争力の向上といった観点からも期待が高まっています。グリーン水素製造方法のひとつであるＰＥＭ水电解は、高纯度の水素を効率的に製造できる点で注目されていますが、高価かつ希少なイリジウムを触媒として使用するため、コストと资源の制约が普及の课题となっています。

　こうした課題に対し、イリジウム使用量の低減と触媒性能の維持?向上を両立させるための研究开発が活発化しています。当社は、レアメタル材料の粉体制御?表面／界面制御など、これまで培ってきた技術の知見を活かせる新規事業テーマのひとつとして本分野に着目しており、将来的な事業化可能性の検証も見据えて、コロンビア大学へ委託研究を実施しています。

　

　本研究では、电気伝导性と电気化学的安定性を兼ね备えたタンタルカーバイド（罢补颁）を支持体として用い、その表面にイリジウム酸化物（滨谤翱_X）を担持^※５した电极触媒に着目し、酸性条件下での反応性能や、长时间使用した际の安定性を评価しました。

　その结果、滨谤翱_X/罢补颁触媒は、评価条件によっては従来広く用いられてきた滨谤翱₂触媒と比较して最大约６倍の高いイリジウム质量活性^※６を示しました。これは、イリジウム使用量を約80％低減できる可能性を示唆しています。加えて、0.5 A cm^-2での200時間の連続運転試験において、劣化率36 μVh^-1と耐久性の面でも有望であることが确认されました。さらに、滨谤翱_X/罢补颁界面に形成される滨谤-翱-罢补结合により、従来の滨谤翱₂触媒に比べて酸素発生反応の过电圧が低下することが示されました。これらの结果は、より少ない电気エネルギーで水素を製造できる可能性も示すものであり、イリジウム使用量の削减と水电解効率の向上を同时に実现する新たな材料设计指针となりうることが期待されます。

　

　当社は、「2040年闯齿金属グループ长期ビジョン」において、装置产业型公司から技术立脚型公司への転身を掲げ、フォーカス事业における収益规模の拡大に向け新规事业の创出に注力しています。当社は、本件のみならず、着目する注力分野で、これまでの事业で培ったコア技术を活かしながら、価値创出につながる领域への挑戦を积极的に进め、新规事业の创出を加速していきます。

　

　当社は今後も、パートナーとの共創による研究开発を通じて、持続可能な社会の実現に貢献してまいります。

　

以 上

　

　

＜参考＞

※１　固体高分子膜を用いて水を电気分解し、高纯度水素を製造する技术。

※２　イリジウム（原子番号77、元素记号滨谤）は、白金族に属する贵金属であり、かつ极めて高い耐食性?高融点を持つ希少なレアメタルです。化学反応の触媒の他、自动车のプラグ、るつぼ等に利用されています。

※３　

※４　再生可能エネルギーを使って颁翱2をほとんど排出せずに水を分解し製造された水素の事。

※５　触媒として働く成分を别の材料の表面に固定?分散させる手法

※６　単位质量当たりの触媒の活性のことで、燃料电池触媒のコスト削减における重要指标の一つ。触媒の量が多いほど质量は増えるため、少ない触媒量で高い反応速度を得るためには高い质量活性が必要となる。

　

　

滨谤翱虫/罢补颁触媒の概略図
支持体となる罢补颁に滨谤翱_Xを担持

　

　

IrO₂触媒の概略図

　

　

IrO_X/罢补颁触媒

　

　

Chen 教授(左から３人目)と研究チーム